一种基于滤光片轮转动成像的红外成像系统技术方案

技术编号:25967829 阅读:29 留言:0更新日期:2020-10-17 04:04
本专利公开了一种基于滤光片轮转动成像的红外成像系统。系统包括组件壳体,上盖板,散热盖板,圆形电连接器,镜头盖板,基板,滤光片轮镜头组件,探测器组件。在直流无刷电机驱动滤光片转盘循环逆时针快速转动过程中,红外探测器可以依次选择波段进行可识别的不同波段的高帧频红外多光谱成像。本专利扇形滤光片结构可以实现红外成像系统在滤光片快速转动中高帧频红外多光谱成像,并极大的降低了成本、简化了结构装调工艺过程,使用光电开关进行反馈使得系统成像中滤光片切换控制简单,控制方法简易可行。

【技术实现步骤摘要】
一种基于滤光片轮转动成像的红外成像系统
本专利专利涉及一种红外成像系统,具体涉及一种基于滤光片轮转动成像的红外成像系统。
技术介绍
红外成像系统是红外设备中采用红外探测器及红外镜头对目标进行红外成像的关键系统部件,在红外探测器前安装滤光片可以进行不同辐射波段的光学成像。在红外成像系统中使用滤光片成像时通常安装多个滤光片,通过滤光片切换进行不同辐射波段的光学成像。目前所研制的滤光片切换装置一般采用齿轮、丝杆等机构进行机械传动,但在红外成像系统中加装此类滤光片切换装置将会使得组件结构繁琐、体积大、质量重,且切换装置位置反馈困难,使得控制复杂,成本高。同时采用一般的滤光片切换装置难以满足滤光片切换中高帧频红外多光谱成像的需求。
技术实现思路
本专利的目的在于提供一种结构紧凑、控制简单、成本低的基于滤光片轮转动成像的红外成像系统,在红外成像系统中加装滤光片轮切换机构完成滤光片快速切换中成像,红外成像系统加工简单、结构复杂度低,更加适合成熟市场化使用及科研使用,实现不同波段高帧频红外多光谱成像的需求。为达到上述目的,本专利采用下述技术方案:一种基于滤光片轮转动成像的红外成像系统,包括组件壳体1,上盖板2,散热盖板3,圆形电连接器4,镜头盖板5,基板6,滤光片轮镜头组件7,探测器组件8,电源安装板9,电源电路板10,导热橡胶片11,控制电路板12,控制板支架一13,控制板支架二14;其特征在于:所述的组件壳体1为通过铝合金平板焊接加工出的中空方形壳体结构,组件壳体1左侧有镜头槽1-1,前侧右部有散热通孔1-2,上侧有盖板通孔1-3,前侧左部有电连接器安装孔1-4。所述的滤光片轮镜头组件7包括滤光片轮基板7-1,滤光片轮基架7-2,直流无刷电机7-3,滤光片转盘7-4,滤光片一7-5,滤光片二7-6,滤光片三7-7,滤光片四7-8,滤光片压盘7-9,光学镜头7-10,光电开关支架7-11,光电开关7-12;其结构为:所述的滤光片一7-5、所述的滤光片二7-6、所述的滤光片三7-7、所述的滤光片四7-8都为扇形圆环结构,扇形圆心角为90°;所述的滤光片转盘7-4为圆盘结构,中心有电机轴安装孔,扇形圆环安装槽一7-46、扇形圆环安装槽二7-47、扇形圆环安装槽三7-48、扇形圆环安装槽四7-49在滤光片转盘7-4圆周上四等分均布并按照顺时针方向依次排列,所述的扇形圆环安装槽一7-46、所述的扇形圆环安装槽二7-47、所述的扇形圆环安装槽三7-48及所述的扇形圆环安装槽四7-49底面有滤光片安装面,挡片一7-41、挡片二7-42、挡片三7-43、挡片四7-44、挡片五7-45为滤光片转盘7-4圆周方向上顺时针依次排列的凸片,所述的挡片一7-41在扇形圆环安装槽一7-46与扇形圆环安装槽二7-47中间位置,所述的挡片二7-42在扇形圆环安装槽二7-47与扇形圆环安装槽三7-48中间位置,所述的挡片三7-43在扇形圆环安装槽三7-48与扇形圆环安装槽四7-49中间位置,所述的挡片四7-44在扇形圆环安装槽四7-49与扇形圆环安装槽一7-46中间位置,所述的挡片一7-41与挡片五7-45在滤光片转盘7-4圆周方向上夹角为16°~20°之间的角度;所述的滤光片轮基架7-2通过螺钉固定安装在滤光片轮基板7-1上表面右部,所述的直流无刷电机7-3通过螺钉固定安装在滤光片轮基架7-2中部,所述的光学镜头7-10中心孔内安装有光学成像镜片,光学镜头7-10通过螺钉固定安装在滤光片轮基架7-2上部;滤光片转盘7-4的电机轴安装孔套装在直流无刷电机7-3输出轴上并通过紧定螺钉固定连接,滤光片一7-5安装在扇形圆环安装槽一7-46槽内,滤光片二7-6安装在扇形圆环安装槽二7-47槽内,滤光片三7-7安装在扇形圆环安装槽三7-48槽内,滤光片四7-8安装在扇形圆环安装槽四7-49槽内,所述的滤光片压盘7-9通过螺钉固定安装在滤光片转盘7-4前端面上,同时滤光片压盘7-9将滤光片一7-5、滤光片二7-6、滤光片三7-7及滤光片四7-8压紧固定;所述的光电开关支架7-11通过螺钉固定安装在滤光片轮基板7-1上表面左部,所述的光电开关7-12通过螺钉固定安装在光电开关支架7-11前端面上;当启动直流无刷电机7-3驱动滤光片转盘7-4逆时针转动时,通过光学镜头7-10成像的系统成像光路依次循环通过滤光片一7-5、滤光片二7-6、滤光片三7-7、滤光片四7-8,而挡片一7-41、挡片二7-42、挡片三7-43、挡片四7-44、挡片五7-45也依次循环穿过光电开关7-12的检测凹槽,当挡片一7-41、挡片二7-42、挡片三7-43、挡片四7-44、挡片五7-45中的任意一个挡片进入光电开关7-12的检测凹槽中将光电开关7-12的检测光完全遮挡时将使得光电开关7-12产生电信号。所述的探测器组件8包括探测器基座8-1,探测器下底板8-2,探测器安装板8-3,红外探测器8-4;其结构为:所述的探测器基座8-1上表面有光校凸台,所述的探测器下底板8-2底面通过螺钉与探测器基座8-1上表面固定连接,探测器下底板8-2通过探测器基座8-1光校凸台左右定位前后平移进行光路校准,所述的探测器安装板8-3通过螺钉固定安装在探测器下底板8-2上部U形槽内,探测器安装板8-3通过探测器下底板8-2的U形槽前后定位左右平移进行光路校准,所述的红外探测器8-4通过螺钉固定安装在探测器安装板8-3上表面。所述的滤光片轮镜头组件7的滤光片轮基板7-1通过螺钉固定安装在所述的基板6上端面左部,所述的探测器组件8的探测器基座8-1通过螺钉固定安装在基板6上端面右部,所述的探测器组件8的红外探测器8-4的焦平面与所述的滤光片轮镜头组件7的光学镜头7-10的成像光路焦平面重合;所述的电源安装板9通过螺钉与基板6固定连接,所述的电源电路板10通过螺钉与电源安装板9固定连接,所述的导热橡胶片11通过胶粘固定安装在电源电路板10凸起的电源模块上;所述的控制板支架一13通过螺钉与基板6固定连接,安装在探测器组件8前侧,所述的控制板支架二14通过螺钉与基板6固定连接,安装在探测器组件8后侧,所述的控制电路板12通过螺钉与控制板支架一13及控制板支架二14上端面固定连接;所述的组件壳体1下部套装在基板6四周并通过螺钉固定安装,所述的上盖板2通过螺钉固定安装在组件壳体1上侧,对所述的组件壳体1的盖板通孔1-3进行密封,当拆除上盖板2后可通过盖板通孔1-3对控制电路板12进行调试维修;所述的散热盖板3通过螺钉固定安装在组件壳体1前侧右部,对所述的组件壳体1的散热通孔1-2进行密封,同时散热盖板3将导热橡胶片11压紧,电源电路板10凸起的电源模块工作时产生的热量通过接触传导至散热盖板3及组件壳体1进行散热;所述的圆形电连接器4通过螺钉固定安装在组件壳体1前侧左部,圆形电连接器4尾部穿过所述的组件壳体1的电连接器安装孔1-4;所述的镜头盖板5通过螺钉固定安装在组件壳体1左侧,对所述的组件壳体1的镜头槽1-1进行密封,同时镜头盖板5上部通孔孔内安装有O型密封圈,镜头盖板5上部通孔套装在所述的滤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于滤光片轮转动成像的红外成像系统,包括组件壳体(1),上盖板(2),散热盖板(3),圆形电连接器(4),镜头盖板(5),基板(6),滤光片轮镜头组件(7),探测器组件(8),电源安装板(9),电源电路板(10),导热橡胶片(11),控制电路板(12),控制板支架一(13),控制板支架二(14);其特征在于:/n所述的组件壳体(1)为通过铝合金平板焊接加工出的中空方形壳体结构,组件壳体(1)左侧有镜头槽(1-1),前侧右部有散热通孔(1-2),上侧有盖板通孔(1-3),前侧左部有电连接器安装孔(1-4);/n所述的滤光片轮镜头组件(7)包括滤光片轮基板(7-1),滤光片轮基架(7-2),直流无刷电机(7-3),滤光片转盘(7-4),滤光片一(7-5),滤光片二(7-6),滤光片三(7-7),滤光片四(7-8),滤光片压盘(7-9),光学镜头(7-10),光电开关支架(7-11),光电开关(7-12);其结构为:所述的滤光片一(7-5)、所述的滤光片二(7-6)、所述的滤光片三(7-7)、所述的滤光片四(7-8)都为扇形圆环结构,扇形圆心角为90°;所述的滤光片转盘(7-4)为圆盘结构,中心有电机轴安装孔,扇形圆环安装槽一(7-46)、扇形圆环安装槽二(7-47)、扇形圆环安装槽三(7-48)、扇形圆环安装槽四(7-49)在滤光片转盘(7-4)圆周上四等分均布并按照顺时针方向依次排列,所述的扇形圆环安装槽一(7-46)、所述的扇形圆环安装槽二(7-47)、所述的扇形圆环安装槽三(7-48)及所述的扇形圆环安装槽四(7-49)底面有滤光片安装面,挡片一(7-41)、挡片二(7-42)、挡片三(7-43)、挡片四(7-44)、挡片五(7-45)为滤光片转盘(7-4)圆周方向上顺时针依次排列的凸片,所述的挡片一(7-41)在扇形圆环安装槽一(7-46)与扇形圆环安装槽二(7-47)中间位置,所述的挡片二(7-42)在扇形圆环安装槽二(7-47)与扇形圆环安装槽三(7-48)中间位置,所述的挡片三(7-43)在扇形圆环安装槽三(7-48)与扇形圆环安装槽四(7-49)中间位置,所述的挡片四(7-44)在扇形圆环安装槽四(7-49)与扇形圆环安装槽一(7-46)中间位置,所述的挡片一(7-41)与挡片五(7-45)在滤光片转盘(7-4)圆周方向上夹角为16°~20°之间的角度;所述的滤光片轮基架(7-2)通过螺钉固定安装在滤光片轮基板(7-1)上表面右部,所述的直流无刷电机(7-3)通过螺钉固定安装在滤光片轮基架(7-2)中部,所述的光学镜头(7-10)中心孔内安装有光学成像镜片,光学镜头(7-10)通过螺钉固定安装在滤光片轮基架(7-2)上部;滤光片转盘(7-4)的电机轴安装孔套装在直流无刷电机(7-3)输出轴上并通过紧定螺钉固定连接,滤光片一(7-5)安装在扇形圆环安装槽一(7-46)槽内,滤光片二(7-6)安装在扇形圆环安装槽二(7-47)槽内,滤光片三(7-7)安装在扇形圆环安装槽三(7-48)槽内,滤光片四(7-8)安装在扇形圆环安装槽四(7-49)槽内,所述的滤光片压盘(7-9)通过螺钉固定安装在滤光片转盘(7-4)前端面上,同时滤光片压盘(7-9)将滤光片一(7-5)、滤光片二(7-6)、滤光片三(7-7)及滤光片四(7-8)压紧固定;所述的光电开关支架(7-11)通过螺钉固定安装在滤光片轮基板(7-1)上表面左部,所述的光电开关(7-12)通过螺钉固定安装在光电开关支架(7-11)前端面上;当启动直流无刷电机(7-3)驱动滤光片转盘(7-4)逆时针转动时,通过光学镜头(7-10)成像的系统成像光路依次循环通过滤光片一(7-5)、滤光片二(7-6)、滤光片三(7-7)、滤光片四(7-8),而挡片一(7-41)、挡片二(7-42)、挡片三(7-43)、挡片四(7-44)、挡片五(7-45)也依次循环穿过光电开关(7-12)的检测凹槽,当挡片一(7-41)、挡片二(7-42)、挡片三(7-43)、挡片四(7-44)、挡片五(7-45)中的任意一个挡片进入光电开关(7-12)的检测凹槽中将光电开关(7-12)的检测光完全遮挡时将使得光电开关(7-12)产生电信号;/n所述的探测器组件(8)包括探测器基座(8-1),探测器下底板(8-2),探测器安装板(8-3),红外探测器(8-4);其结构为:所述的探测器基座(8-1)上表面有光校凸台,所述的探测器下底板(8-2)底面通过螺钉与探测器基座(8-1)上表面固定连接,探测器下底板(8-2)通过探测器基座(8-1)光校凸台左右定位前后平移进行光路校准,所述的探测器安装板(8-3)通过螺钉固定安装在探测器下底板(8-2)上部U形槽内,探测器安装板(8-3)通过探测器下底板(8-2)...

【技术特征摘要】
1.一种基于滤光片轮转动成像的红外成像系统,包括组件壳体(1),上盖板(2),散热盖板(3),圆形电连接器(4),镜头盖板(5),基板(6),滤光片轮镜头组件(7),探测器组件(8),电源安装板(9),电源电路板(10),导热橡胶片(11),控制电路板(12),控制板支架一(13),控制板支架二(14);其特征在于:
所述的组件壳体(1)为通过铝合金平板焊接加工出的中空方形壳体结构,组件壳体(1)左侧有镜头槽(1-1),前侧右部有散热通孔(1-2),上侧有盖板通孔(1-3),前侧左部有电连接器安装孔(1-4);
所述的滤光片轮镜头组件(7)包括滤光片轮基板(7-1),滤光片轮基架(7-2),直流无刷电机(7-3),滤光片转盘(7-4),滤光片一(7-5),滤光片二(7-6),滤光片三(7-7),滤光片四(7-8),滤光片压盘(7-9),光学镜头(7-10),光电开关支架(7-11),光电开关(7-12);其结构为:所述的滤光片一(7-5)、所述的滤光片二(7-6)、所述的滤光片三(7-7)、所述的滤光片四(7-8)都为扇形圆环结构,扇形圆心角为90°;所述的滤光片转盘(7-4)为圆盘结构,中心有电机轴安装孔,扇形圆环安装槽一(7-46)、扇形圆环安装槽二(7-47)、扇形圆环安装槽三(7-48)、扇形圆环安装槽四(7-49)在滤光片转盘(7-4)圆周上四等分均布并按照顺时针方向依次排列,所述的扇形圆环安装槽一(7-46)、所述的扇形圆环安装槽二(7-47)、所述的扇形圆环安装槽三(7-48)及所述的扇形圆环安装槽四(7-49)底面有滤光片安装面,挡片一(7-41)、挡片二(7-42)、挡片三(7-43)、挡片四(7-44)、挡片五(7-45)为滤光片转盘(7-4)圆周方向上顺时针依次排列的凸片,所述的挡片一(7-41)在扇形圆环安装槽一(7-46)与扇形圆环安装槽二(7-47)中间位置,所述的挡片二(7-42)在扇形圆环安装槽二(7-47)与扇形圆环安装槽三(7-48)中间位置,所述的挡片三(7-43)在扇形圆环安装槽三(7-48)与扇形圆环安装槽四(7-49)中间位置,所述的挡片四(7-44)在扇形圆环安装槽四(7-49)与扇形圆环安装槽一(7-46)中间位置,所述的挡片一(7-41)与挡片五(7-45)在滤光片转盘(7-4)圆周方向上夹角为16°~20°之间的角度;所述的滤光片轮基架(7-2)通过螺钉固定安装在滤光片轮基板(7-1)上表面右部,所述的直流无刷电机(7-3)通过螺钉固定安装在滤光片轮基架(7-2)中部,所述的光学镜头(7-10)中心孔内安装有光学成像镜片,光学镜头(7-10)通过螺钉固定安装在滤光片轮基架(7-2)上部;滤光片转盘(7-4)的电机轴安装孔套装在直流无刷电机(7-3)输出轴上并通过紧定螺钉固定连接,滤光片一(7-5)安装在扇形圆环安装槽一(7-46)槽内,滤光片二(7-6)安装在扇形圆环安装槽二(7-47)槽内,滤光片三(7-7)安装在扇形圆环安装槽三(7-48)槽内,滤光片四(7-8)安装在扇形圆环安装槽四(7-49)槽内,所述的滤光片压盘(7-9)通过螺钉固定安装在滤光片转盘(7-4)前端面上,同时滤光片压盘(7-9)将滤光片一(7-5)、滤光片二(7-6)、滤光片三(7-7)及滤光片四(7-8)压紧固定;所述的光电开关支架(7-11)通过螺钉固定安装在滤光片轮基板(7-1)上表面左部,所述的光电开关(...

【专利技术属性】
技术研发人员:周潘伟于洋高思莉李范鸣
申请(专利权)人:中国科学院上海技术物理研究所
类型:新型
国别省市:上海;31

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